Cho đến nay, robot được trang bị cánh tay có thể di chuyển được có kết nối hạn chế với các hệ thống vi lỏng vận chuyển một lượng nhỏ chất lỏng qua các mao mạch nhỏ. Các hệ thống này, có tên gọi là vi lỏng, được các nhà nghiên cứu tạo ra để hỗ trợ phân tích trong phòng thí nghiệm và thường dựa vào các máy bơm bên ngoài để lưu thông chất lỏng qua các con chip. Tuy nhiên, việc tự động hóa các hệ thống như vậy là một thách thức và các chip phải được thiết kế và sản xuất tùy chỉnh cho từng ứng dụng riêng lẻ.

Các nhà khoa học do Giáo sư Daniel Ahmed của ETH đứng đầu hiện đang kết hợp robot thông thường và vi lỏng. Họ đã phát triển một thiết bị sử dụng sóng siêu âm và có thể gắn vào một cánh tay robot. Nó phù hợp để thực hiện một loạt các nhiệm vụ trong các ứng dụng vi mô, vi lỏng và cũng có thể được sử dụng để tự động hóa các ứng dụng đó. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Thiết bị này bao gồm một kim thủy tinh mỏng, nhọn và một đầu dò áp điện làm cho kim dao động. Các bộ chuyển đổi tương tự được sử dụng loa âm thanh, hình ảnh siêu âm và thiết bị làm sạch răng chuyên nghiệp. Các nhà nghiên cứu ETH có thể thay đổi tần số dao động của kim thủy tinh. Bằng cách nhúng kim vào chất lỏng, họ tạo ra một mô hình ba chiều bao gồm nhiều xoáy. Vì mô hình này phụ thuộc vào tần số dao động nên nó có thể được điều khiển tương ứng.

Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng điều này để chứng minh một số ứng dụng. Đầu tiên, họ có thể trộn lẫn những giọt nhỏ chất lỏng có độ nhớt cao. Giáo sư Ahmed giải thích, các chất lỏng càng nhớt thì càng khó trộn.

Thứ hai, các nhà khoa học có thể bơm chất lỏng qua một hệ thống kênh nhỏ bằng cách tạo ra một kiểu xoáy cụ thể và đặt kim thủy tinh dao động sát thành kênh.

Thứ ba, họ đã thành công trong việc sử dụng thiết bị âm thanh do robot hỗ trợ để bẫy các hạt mịn có trong chất lỏng. Robot này hoạt động vì kích thước của một hạt xác định phản ứng của nó đối với sóng âm thanh. Các hạt tương đối lớn di chuyển về phía kim thủy tinh dao động, nơi chúng tích tụ. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh làm thế nào phương pháp này có thể thu giữ không chỉ các hạt vô tri vô giác mà còn cả phôi cá. Họ tin rằng nó cũng có khả năng bắt giữ các tế bào sinh học trong chất lỏng.

Ngoài phân tích trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học có thể hình dung ra các ứng dụng khác cho cánh tay robot siêu nhỏ, chẳng hạn như phân loại các vật thể nhỏ. Cánh tay này cũng có thể được sử dụng trong công nghệ sinh học như một cách để đưa DNA vào các tế bào riêng lẻ. Cuối cùng, có thể sử dụng chúng trong sản xuất phụ gia và in 3D.